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申请/专利权人：江西求是高等研究院

摘要：本发明提供一种上肢康复助动方法、系统及机器人，方法包括输入机械臂的预定运动轨迹；基于预定运动轨迹引导患者的上肢进行运动；基于所有关节电机的目标位置以及所有关节电机的运动速度计算所有关节电机所需要的输出力矩；按预设频率对所有关节电机的当前速度以及当前位置进行采样，并根据上肢末端目标位置以及上肢末端运动速度对输出力矩进行修正，以调整机械臂的运动，并基于调整运动后的机械臂引导患者的上肢进行运动。本发明能够使得机械臂能够根据修正的输出力矩进行运动，进而使得机械臂能够对患者上肢的运动进行助力补充以及轨迹修正，进而提升患者上肢的康复效果。

主权项：1.一种上肢康复助动系统，应用于上肢康复助动机器人，其特征在于，所述系统包括：输入模块，用于输入机械臂的预定运动轨迹，所述预定运动轨迹包括上肢末端目标位置、上肢末端运动速度、所有关节电机的目标位置以及所有所述关节电机的运动速度；引导模块，用于基于所述预定运动轨迹引导患者的上肢进行运动，以使所述患者的上肢运动轨迹与所述预定运动轨迹保持一致；计算模块，用于基于所有所述关节电机的目标位置以及所有所述关节电机的运动速度计算所有所述关节电机所需要的输出力矩；所述关节电机所需要的输出力矩的计算公式为： ； ； ； ； ；其中，、、、、分别表示一号关节电机的输出力矩、二号关节电机的输出力矩、三号关节电机的输出力矩、四号关节电机的输出力矩、五号关节电机的输出力矩，、、、、分别表示所述一号关节电机对应的当前姿态机械臂的自身重量补偿力矩、所述二号关节电机对应的当前姿态机械臂的自身重量补偿力矩、所述三号关节电机对应的当前姿态机械臂的自身重量补偿力矩、所述四号关节电机对应的当前姿态机械臂的自身重量补偿力矩、所述五号关节电机对应的当前姿态机械臂的自身重量补偿力矩，、、、、分别表示所述一号关节电机的助动补偿力矩、所述二号关节电机的助动补偿力矩、所述三号关节电机的助动补偿力矩、所述四号关节电机的助动补偿力矩、所述五号关节电机的助动补偿力矩；所述一号关节电机的助动补偿力矩的计算表达式为： ；所述二号关节电机的助动补偿力矩的计算表达式为： ；所述三号关节电机的助动补偿力矩的计算表达式为： ；所述四号关节电机的助动补偿力矩的计算表达式为： ；所述五号关节电机的助动补偿力矩的计算表达式为： ；式中，、、、、分别表示当前上肢姿态所受重力施加在所述一号关节电机的力矩、当前上肢姿态所受重力施加在所述二号关节电机的力矩、当前上肢姿态所受重力施加在所述三号关节电机的力矩、当前上肢姿态所受重力施加在所述四号关节电机的力矩、当前上肢姿态所受重力施加在所述五号关节电机的力矩；采样修正模块，用于按预设频率对所有所述关节电机的当前速度以及当前位置进行采样，并根据所述上肢末端目标位置以及所述上肢末端运动速度对所述输出力矩进行修正，以调整所述机械臂的运动，并基于调整运动后的所述机械臂引导所述患者的上肢进行运动；所述对所述输出力矩进行修正的表达式为： ； ； ； ； ；式中，、、、、分别表示一号关节电机的输出力矩的修正值、二号关节电机的输出力矩的修正值、三号关节电机的输出力矩的修正值、四号关节电机的输出力矩的修正值、五号关节电机的输出力矩的修正值，、、、、分别表示所述一号关节电机的位置系数、所述二号关节电机的位置系数、所述三号关节电机的位置系数、所述四号关节电机的位置系数、所述五号关节电机的位置系数，、、、、分别表示所述一号关节电机的相关系数、所述二号关节电机的相关系数、所述三号关节电机的相关系数、所述四号关节电机的相关系数、所述五号关节电机的相关系数，、、、、分别表示所述一号关节电机的行进路程比例值、所述二号关节电机的行进路程比例值、所述三号关节电机的行进路程比例值、所述四号关节电机的行进路程比例值、所述五号关节电机的行进路程比例值，表示所述一号关节电机至所述五号关节电机的行进路程比例值的中间值，、、、、分别表示当前上肢姿态所受重力施加在所述一号关节电机的力矩、当前上肢姿态所受重力施加在所述二号关节电机的力矩、上肢姿态所受重力施加在所述三号关节电机的力矩、当前上肢姿态所受重力施加在所述四号关节电机的力矩、当前上肢姿态所受重力施加在所述五号关节电机的力矩，、、、、分别表示所述一号关节电机的速度系数、所述二号关节电机的速度系数、所述三号关节电机的速度系数、所述四号关节电机的速度系数、所述五号关节电机的速度系数。

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